浪涌保護器對變壓器智能組件電源端口騷擾電壓的影響

2021-11-26 · 閱讀410

浪涌保護器對變壓器智能組件電源端口騷擾電壓的影響有多大呢，本針對不接浪涌保護器和接入浪涌保護器的測試結果來分析：

一、測量內容

1、端口騷擾電壓

      智能組件柜內接線情況如圖6所示，智能組件由智能電子裝置(intelligent electronic device, IED)集合組成，由兩類方式進行供電: (1)220 V交流電源;(2)110 V直流電源。通過兩類方式進行通訊:(1)4~20mA模擬信號; (2)485 數字信號。交流電源浪涌保護器接在柜內接地銅排和兩根電源線上,其參數為:(1)最大持續運行電壓U: 385 V; (2)標稱放電電流In: 20 kA; (3)最大放電電流Imax: 40 kA; (4)保護水平(LN~PE)Up: 1 800 V。相類似，直流電源浪涌保護器接在柜內接地銅排和兩根電源線上，其參數為: (1)最大持續運行電壓Uc: 330 V; (2)標稱放電電流In: 10kA; (3)最大放電電流Imax: 20 kA;(4)保護水平(+/-~ PE)Up: 1200V。文中分別在接入浪涌保護器和不接浪涌保護器兩種方式下，對電源端口騷擾電壓進行測量，主要包括: (1)IED 交流電源共模騷擾，火線與接地銅排(M3與M)電壓; (2)IED交流電源差模騷擾，即火線與零線(M3與M4)電壓;(3)IED直流電源共模騷擾，即正極性電源線與接地銅排(M1與Mo)電壓; (4)IED 直流電源差模騷擾，即正極性電源線與負極性電源線(M1與M2)電壓。

2、測量結果及分析

2.1浪涌保護器對變壓器智能組件電源端口騷擾電壓的影響

1)交流電源共模騷擾

(1)不接浪涌保護器
      不接浪涌保護器時，高壓繞組入50%雷電全波和截波沖擊下交流電源共模騷擾波形分別見圖10和圖11，相應參數如表3所示，騷擾電壓峰值分別為10.5kV和12.6kV,主頻帶分別在2.5 MHz和3.5MHz以內。由于整個回路為線性系統，可知在100%雷電全波和雷電截波沖擊下，交流電源共模幅值可達20kV以上，遠高于IEC61000-4-5浪涌(沖擊)抗擾度4級試驗標準11。

chopped lightning impulse(without SPD) 表 3 交流電源共模騷擾統計
沖擊形式 沖擊系數 騷擾峰值/kV 主頻帶
全波 50% 10.5 2.5 MHz 以內
截波 50% 12.6 3.5 MHz 以內

(2)接入浪涌保護器
      接入浪涌保護器后，高壓繞組入50%雷電全波和雷電截波沖擊下的交流電源共模騷擾時域波形如圖12所示，其騷擾峰值可分別抑制在3160V和3480V。表4為不同沖擊方式下交流電源共模騷擾幅值匯總表，由其可見，100%雷電全波和100%雷電截波下的騷擾峰值最高，分別為3 720V和3880V,均在4000V以內。

表 4 不同沖擊方式下交流電源共模騷擾統計
入波繞組 沖擊形式 沖擊系數 電壓峰值/V
低壓繞組
全波
50% 1 190
100% 1 770
截波
50% 1 290
100% 1 910
高壓繞組
全波
50% 3 160
100% 3 720
截波
50% 3 480
100% 3 880

2)直流電源共模騷擾

(1)不接浪涌保護器
      不接浪涌保護器時，高壓繞組入50%雷電全波和截波沖擊下直流電源共模騷擾波形分別如圖13和圖14所示，相應參數見表5,騷擾峰值分別為9.3kV和11.3kV，主頻帶分別在2.5 MHz和3.5 MHz以內。由于整個試驗回路為線性系統，可知在100%雷電全波和雷電截波沖擊下，直流電源共模幅值可達20kV以上，遠高于IEC61000-4-5浪涌(沖擊)抗擾度4級試驗標準

(2)接入浪涌保護器
      接入浪涌保護器后，高壓繞組入50%雷電全波和雷電截波沖擊下的直流電源共模騷擾時域波形如圖15所示，其騷擾峰值可分別抑制到2240V和2560V。表6為不同沖擊方式下直流電源共模騷擾匯總表，由其可見，100%雷電全波和100%雷電截波下的騷擾峰值最高，分別為3460V和3620V,均在4000V以內。

3)交流電源差模騷擾

      圖16為高壓繞組入50%雷電全波和雷電截波沖擊下的交流電源差模騷擾時域波形(接入浪涌保護器)，其峰值分別為716V和540V。表7為不同沖擊方式下交流電源差模騷擾匯總表，由其可見，100%雷電全波下騷擾峰值最高，為1923 V。

4)直流電源差模騷擾

      圖17為高壓繞組入50%雷電全波和雷電截波沖擊下的直流電源差模騷擾時域波形(接入浪涌保護器)，其峰值分別為520V和588V。表8為不同沖擊方式下直流電源差模騷擾匯總表，由其可見，100%雷電全波騷擾峰值最高，為1720 V。